Ultraschallschweißen

Maschinen zum Ultraschallschweißen werden zum stoffschlüssigen Fügen thermoplastischer Kunststoffe eingesetzt. Das Aufschmelzen des Werkstoffs erfolgt dabei durch eine hochfrequente mechanische Schwingung von bis zu 40 kHz mittels Ultraschall. Auch Metalle können durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden werden - dieses Verfahren unterscheidet sich im Detail und soll an anderer Stelle betrachtet werden. Gemäß DIN 1910 Teil 3 gehört das Ultraschallschweißen von Kunststoffen zur Kategorie Schweißen durch Bewegung der Verfahrensgruppe Pressverbindungsschweißen. Angeboten werden Handschweißgeräte, Tischgeräte, Einbausysteme zur Anlagenintegration und schlüsselfertige Sondermaschinen zum Ultraschallschweißen. Komponenten einer Ultraschall-Schweißmaschine sind der Generator zur Hochfrequenzerzeugung, die akustische Schwingeinheit mit Konverter (Ultraschallwandler), Booster (Amplitudenanpassung) und Sonotrode (Schweißwerkzeug), die Steuerung, eine Pressen-Vorschubeinheit und das Maschinengestell. 

Beim Ultraschallschweißen wird durch den Generator aus der Netzspannung eine elektrische Hochfrequenzspannung von bis zu 40 kHz für die Ansteuerung des Konverters erzeugt. Überwiegend werden Piezoelektrische Wandler als Konverter eingesetzt. Der Konverter wandelt die elektrische Spannung in Körperschallwellen, welche vom Booster in ihrer akustischen Amplitude verändert und auf die Sonotrode als eigentliches Schweißwerkzeug übertragen werden. Eine Pressen-Vorschubeinheit presst die Schwingeinheit mit der Sonotrode gegen die Schweißstelle. Dadurch wird eine unter einem vorgegebenen Anpressdruck stehende longitudinale Schwingbewegung erzeugt, welche die Schweißstelle durch eine hochfrequente hammerartige Bearbeitung der Fügestelle aufschmilzt. Die Energieeinbringung in die Fügezone wird dabei durch konstruktiv bei der Produktgestaltung vorgesehene so genannte Energierichtungsgeber sichergestellt. 

Das Ultraschallschweißen findet überwiegend Einsatz zum Fügen kleiner und mittlerer Kunststoff-Teile aus Thermoplasten. Aufgrund der kurzen Taktzeiten von unter einer Sekunde bis zu wenigen Sekunden sowie geringer Kosten bei hohen Stückzahlen eignet sich das Verfahren für die Serien- und Massenproduktion. Wichtige Anwenderbranchen sind die Automobilzulieferindustrie, Haushaltsgeräteindustrie, allgemeine Elektroindustrie sowie die Verpackungstechnik.

Produkte: Ultraschallschweißen

Herstellerverzeichnis: Ultraschallschweißen

 Branson Ultrasonics, CT 06813 Danbury, USA
 Eurosonic Neumann GmbH, 75210 Keltern, Germany
 KLN Ultraschall GmbH, 64646 Heppenheim, Germany
 KVT Bielefeld GmbH, 33609 Bielefeld, Germany
 Martin Walter Ultraschalltechnik AG, 75334 Straubenhardt, Germany
 Mecasonic SA, 74105 Annemasse, France
 MS Ultraschall Technologie GmbH, 78549 Spaichingen, Germany
 Rinco Ultrasonics AG, 8590 Romanshorn, Switzerland
 Schunk Sonosystems GmbH, Wettenberg, Deutschland
 SONOTRONIC Nagel GmbH
 STAPLA Ultraschall-Technik GmbH, Kelsterbach, Deutschland